内容正文:
第2讲 ATP与细胞呼吸
2.2.2 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
2.2.4 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量
一、ATP的结构和功能
1.结构简式
ATP分子的结构式可以简写成A-P~P~P,其中“A”代表腺苷,“P”代表磷酸基团,“~”代表高能磷酸键。
2.结构示意图
3.ATP与ADP相互转化的反应式
。
4.ATP的主要功能
细胞内的一种高能磷酸化合物,是细胞生命活动所需能量的直接来源。
5.ATP的主要来源
(1)生理过程
(2)场所:线粒体、细胞质基质、叶绿体。
二、细胞呼吸
1.探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)实验原理
(2)实验步骤
①配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。
②检测CO2的产生,装置如图所示:
③检测酒精的产生:自A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液,分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL 溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
(3)实验现象
条件
澄清石灰水的变化/出现变化的时间
重铬酸钾—浓硫酸溶液
甲组(有氧)
变混浊/快
无变化
乙组(无氧)
变混浊/慢
出现灰绿色
(4)实验结论
①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
②在有氧条件下产生CO2多而快,在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。
2.呼吸作用的实质及类型
3.有氧呼吸
(1)概念:是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。
(2)过程
(3)写出有氧呼吸的总反应式,并标出各种元素的来源和去路
(4)放能:1 mol葡萄糖释放的能量中有1 161 kJ左右的能量储存在ATP中,其余的能量则以热能形式散失。
(5)与有机物在生物体外燃烧相比,有氧呼吸是在温和的条件下进行的;有机物中的能量是逐步释放的;一部分能量储存在ATP中。
4.无氧呼吸
(1)概念:在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。
(2)场所:全过程是在细胞质基质中进行的。
(3)总反应方程式
①C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量
②C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
(4)不同生物的无氧呼吸产物
5.细胞呼吸原理的应用
(1)包扎伤口应选用透气的敷料,抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸。
(2)提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸,避免肌细胞产生大量乳酸。
(3)及时松土有利于植物根系生长。
(4)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸,防止幼根因缺氧变黑、腐烂。
(5)利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。
(6)利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
反思·小结
一、易错微点判断
1.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP(2022·浙江卷)(√)
2.植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应,产生NADPH、CO2和多种中间产物,该过程称为磷酸戊糖途径。与有氧呼吸相比,葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少(2022·山东卷)(√)
3.细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水(×)
(2021·全国乙卷)
4.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸(2020·全国卷Ⅰ)(√)
5.酸奶出现涨袋现象,可能是由于乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的(×)
6.呼吸作用产生的能量均以热能释放(×)
7.人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量照样达到动态平衡(√)
二、核心语句必背
1.ATP是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。
2.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性。
3.CO2可使澄清的石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
4.在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液与乙醇(俗称酒精)发生化学反应,变成灰绿色。
5.有氧呼吸三个阶段均能产生ATP,第三阶段产生的ATP最多。
6.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。
7.有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物,释放能量,形成ATP。O2抑制细胞无氧呼吸,促进细胞有氧呼吸。
8.不同生物细胞进行无氧呼吸生成产物不同的直接原因是所含酶的种类不同。
突破点一 ATP的结构、功能
系统知能
1.类比助记不同化合物中的“A”
化合物
物质结构
A的含义
ATP
腺苷(腺嘌呤+核糖)
核苷酸
腺嘌呤
DNA
腺嘌呤脱氧核苷酸
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
共同点:所有“A”都含有腺嘌呤
2.归纳记忆能源与能源物质
3.多角度理解ATP的合成与水解
4.总结细胞内产生与消耗ATP 的生理过程
场所
常见的生理过程
细胞膜
消耗ATP:主动运输、胞吞